iOS開發技術之應用代碼注入防禦

一、介紹
在應用開發過程當中，咱們須要考慮到應用安全的問題。而應用安全的問題涉及到不少方面的內容，隨着iOS系統的不斷更新，咱們須要在防禦的手段上發生一些改變。
以下所示：
【1】防止靜態分析：代碼混淆、邏輯混淆
【2】防止重簽名：應用ID 檢測、代碼的HASH檢測

二、代碼的注入方式
代碼的注入的方式大體分爲兩類：
【1】越獄注入：經過修改DYLD_INSERT_LIBRARIES環境變量的值，來插入動態庫並執行
【2】非越獄注入：直接將自定義的Framework庫或者dylib/tbd庫打包進入App並從新簽名，或者利用yololib修改MachO文件，添加庫路徑，在應用啓動時，dyld會加載並執行。

三、早期的防禦方式
在工程中的編譯設置中添加字段，其操做的做用是在可執行文件中添加一個Section，當MachO文件中擁有這個字段，那麼咱們經過越獄環境插入動態庫的方式就會失效，起到防禦的做用，其原理在DYLD源碼中能夠分析到。
使用MachOView分析以下：
Project —> Targets —> BuildSetting —> Other Linker Flags —> -Wl,-sectcreate,__RESTRICT,__raestrict,/dev/null

四、dyld源碼分析
咱們能夠經過檢索DYLD_INSERT_LIBRARIES定位到_main函數加載插入動態庫的代碼，以下所示：
// 加載時，插入庫
        if  ( sEnv.DYLD_INSERT_LIBRARIES != NULL ) {
            for (const char* const* lib = sEnv.DYLD_INSERT_LIBRARIES; *lib != NULL; ++lib)
                loadInsertedDylib(*lib);
        }

// 環境變量判斷以前，dyld已經作了一個判斷
if ( gLinkContext.processIsRestricted ) {
        pruneEnvironmentVariables(envp, &apple);
        // set again because envp and apple may have changed or moved
        setContext(mainExecutableMH, argc, argv, envp, apple);
    }

// 若是判斷出進程是restricted!也就是當前進程是限制插入動態庫的!就會調用pruneEnvironmentVariables函數移除相關的環境變量。那麼咱們的processIsRestricted值何時爲true呢? 繼續分析源碼能夠發現兩個關鍵函數影響其值.其中 hasRestrictedSegment 函數專門檢測RESTRICT段
// any processes with setuid or setgid bit set or with __RESTRICT segment is restricted
    if ( issetugid() || hasRestrictedSegment(mainExecutableMH) ) {
        gLinkContext.processIsRestricted = true;
    }

經過註釋也能發現.任意進程的__RESTRICT段設置爲restricted動態庫插入將被限制.
咱們進入到processIsRestricted函數內,實現以下：
#if __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED
static bool hasRestrictedSegment(const macho_header* mh)
{
    const uint32_t cmd_count = mh->ncmds;
    const struct load_command* const cmds = (struct load_command*)(((char*)mh)+sizeof(macho_header));
    const struct load_command* cmd = cmds;
    for (uint32_t i = 0; i < cmd_count; ++i) {
        switch (cmd->cmd) {
            case LC_SEGMENT_COMMAND:
            {
                const struct macho_segment_command* seg = (struct macho_segment_command*)cmd;

                //dyld::log("seg name: %s\n", seg->segname);
                if (strcmp(seg->segname, "__RESTRICT") == 0) {
                    const struct macho_section* const sectionsStart = (struct macho_section*)((char*)seg + sizeof(struct macho_segment_command));
                    const struct macho_section* const sectionsEnd = §ionsStart[seg->nsects];
                    for (const struct macho_section* sect=sectionsStart; sect < sectionsEnd; ++sect) {
                        if (strcmp(sect->sectname, "__restrict") == 0)
                            return true;
                    }
                }
            }
            break;
        }
        cmd = (const struct load_command*)(((char*)cmd)+cmd->cmdsize);
    }

    return false;
}
因此經過添加Other Linker Flags 在MachO中設置RESTRICT段賦值爲restricted能夠用來防禦越獄的代碼注入，可是新版的dyld源碼中去掉了__RESTRICT檢測.從iOS10開始,這種防禦手段已失效。

五、DYLD_INSERT_LIBRARIES檢測
那麼既然dyld加載過程再也不檢測__RESTRICT段了咱們就手動的檢測DYLD_INSERT_LIBRARIES環境變量.經過函數可查看當前進程環境變量的值。
char *env = getenv("DYLD_INSERT_LIBRARIES");
NSLog(@"%s",env);
在沒有插入動態庫時,env爲null，一旦爲本身的應用寫入插件時,咱們就能夠看到控制檯的輸出
2019-01-03 19:20:37.285 antiInject[7482:630392] /Library/MobileSubstrate/MobileSubstrate.dylib

六、白名單檢測
那麼上面的檢測只能夠檢測越獄環境中的代碼注入,在非越獄環境中,逆向工程師能夠利用yololib工具注入動態庫.因此咱們能夠檢索一下本身的應用程序所加載的動態庫是不是咱們源程序全部。其中libraries變量是「白名單」。
以下所示：
bool HKCheckWhitelist(){
    int count = _dyld_image_count();
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        //遍歷拿到庫名稱！
       const char * imageName = _dyld_get_image_name(i);
        //判斷是否在白名單內,應用自己的路徑是不肯定的,因此要除外.
        if (!strstr(libraries, imageName)&&!strstr(imageName, "/var/mobile/Containers/Bundle/Application")) {
            printf("該庫非白名單以內！！\n%s",imageName);
            return NO;
        }
    }
    return YES;
}